結構緊湊型微型直線電機的製作方法

2023-10-17 14:07:09 1

本發明涉及一種直線電機，尤其是一種結構緊湊型微型直線電機。

背景技術：

直線電機可直接驅動負載作直線運動，無需迴轉式電機在轉換成直線運動時所需的一套轉換機構，直線電機也可直接驅動盤式機械作低速旋轉運動而無需齒輪變換裝置，因而電機具有結構簡單、節約能源、功效高等特點。近年來直線電機的發展主要有如下特點：直線電機新產品研製較多，新原理直線電機不斷出現，微特型電機發展較快。

隨著自動控制技術和微型計算機應用的發展，微型直線電機有了較大發展，這是一種小型的增量直線電機，主要用在計算機外設、自動化儀器儀表以及需要精密直線位移和運動的機械手及機器人中，在需要精密直線運動的自動化儀器設備中採用微特型直線可做到精度高、反應靈敏、快速性好，儀器設備總體結構簡單、體積小、成本低，因而是一種大有發展前途的直線電機。但是現有微型直線電機中的內部元件排布仍顯複雜。

技術實現要素：

為了克服上述缺陷，本發明提供一種結構緊湊型微型直線電機，所述直線電機結構緊湊且運行穩定方便，精度高，可對力量、位置、加速度以及速度進行精準控制，很高的電機精準性及重複性。

本發明為了解決其技術問題所採用的技術方案是：一種結構緊湊型微型直線電機，包括殼體、線軌、滑塊、動子裝置、定子裝置和編碼器裝置，所述線軌固定在殼體上，所述滑塊與線軌咬合從而能夠沿線軌滑動，所述動子裝置包括線架、線圈、出軸以及光學尺，所述線架固定在滑塊上，所述線圈、出軸以及光學尺固定在線架上，所述出軸相對於殼體具有伸出和縮回兩種位置狀態，所述定子裝置包括成對的磁軛以及磁鐵，所述磁軛固定在殼體上，所述磁鐵貼在磁軛上，所述線圈配置在兩磁鐵之間，所述編碼器裝置包括固定在殼體內的讀數頭，讀數頭設置在光學尺旁側，所述出軸和讀數頭配置於殼體內、線架的同一側且在滑塊滑動的前後方向上呈串行分布。

作為本發明的進一步改進，所述動子裝置還包括出軸支撐座，所述出軸通過出軸支撐座固定在線架上。

作為本發明的進一步改進，所述編碼器裝置還包括讀數頭支架，所述讀數頭通過讀數頭支架固定在殼體上。

作為本發明的進一步改進，所述線圈和出軸設置於線架的兩側，所述線架於出軸的一側設有限位邊，所述光學尺設置於線架的限位邊內。

作為本發明的進一步改進，包括限位結構，所述限位結構系：所述線架的一端與殼體接觸時，另一端不與殼體接觸。

作為本發明的進一步改進，所述線圈至少為一個，所述磁鐵至少為一對永磁鐵。

作為本發明的進一步改進，所述線圈為三個線圈形成的三相線圈，所述磁鐵為五對永磁鐵。

作為本發明的進一步改進，還包括散熱板，所述散熱板安裝於殼體靠近線圈一側的側壁上。

作為本發明的進一步改進，還包括襯套，所述襯套固定在殼體上用於出軸穿出的位置。

作為本發明的進一步改進，所述線圈通過灌膠封裝的方式固定在線架上。

本發明的有益效果是：本發明通過出軸和讀數頭配置在殼體內、線架的同一側且在滑塊滑動的前後方向上呈串行分布，從而為整體結構節省空間，運行穩定方便，精度高，可對力量、位置、加速度以及速度進行精準控制，很高的電機精準性及重複性。

附圖說明

圖1為本發明結構緊湊型微型直線電機的立體分解圖。

圖2為本發明結構緊湊型微型直線電機的動子裝置的示意圖。

圖3為本發明結構緊湊型微型直線電機的線圈與定子裝置組合的俯視圖。

圖4為本發明結構緊湊型微型直線電機的線圈與定子裝置組合的正視圖。

圖5為本發明結構緊湊型微型直線電機的立體組合圖。

圖6為圖5另一角度的視圖。

對照以上附圖，作如下補充說明：

1---殼體2---線軌

3---滑塊4---線架

5---線圈6---出軸

7---光學尺8---磁軛

9---磁鐵10---讀數頭

11---出軸支撐座12---讀數頭支架

13---散熱板14---襯套

15---電源線

具體實施方式

一種結構緊湊型微型直線電機，包括殼體1、線軌2、滑塊3、動子裝置、定子裝置和編碼器裝置。所述線軌2固定在殼體1上，所述滑塊3與線軌2咬合從而能夠沿線軌2滑動。所述動子裝置包括線架4、線圈5、出軸6以及光學尺7，所述線架4固定在滑塊3上，所述線圈5、出軸6以及光學尺7固定在線架4上，所述出軸6相對於殼體1具有伸出和縮回兩種位置狀態。所述定子裝置包括成對的磁軛8以及磁鐵9，所述磁軛8固定在殼體1上，所述磁鐵9貼在磁軛8上，所述線圈5配置在兩磁鐵9之間。所述編碼器裝置包括固定在殼體1內的讀數頭10，讀數頭10設置在光學尺7旁側。所述出軸6和讀數頭10配置於殼體1內、線架4的同一側且在滑塊3滑動的前後方向上呈串行分布。

優選實施方式中，出軸6與線架4的固定方式是：所述動子裝置還包括出軸支撐座11，所述出軸6通過出軸支撐座11固定在線架4上。

優選實施方式中，讀數頭10與殼體1的固定方式是：所述編碼器裝置還包括讀數頭支架12，所述讀數頭10通過讀數頭支架12固定在殼體1上。

優選實施方式中，光學尺7與線架4的固定方式是：所述線圈5和出軸6設置於線架4的兩側，所述線架4於出軸6的一側設有限位邊，所述光學尺7設置於線架4的限位邊內。

本發明結構緊湊型微型直線電機還包括限位結構，所述限位結構系：所述線架4的一端與殼體1接觸時，另一端不與殼體1接觸。限位結構使線架4在移動行程的末端進行機械限位，從而限制行程。

所述線圈5至少為一個，所述磁鐵9至少為一對永磁鐵。

優選實施方式中，所述線圈5為三個線圈形成的三相線圈，所述磁鐵9為五對永磁鐵，即，三相電機。根據本發明的微型直線電機的功率範圍，也可以使用任何其他的磁鐵對數與線圈個數配合使用，形成不同參數性能的電機。

本發明結構緊湊型微型直線電機還包括散熱板13，所述散熱板13安裝於殼體1靠近線圈5一側的側壁上，靠近熱源，便於散熱。

本發明結構緊湊型微型直線電機還包括襯套14，所述襯套14固定在殼體1上用於出軸6穿出的位置，起到保護作用。

優選實施方式中，所述線圈5通過灌膠封裝的方式固定在線架4上。

本發明的工作原理為：所述電源線15與線圈5的出線連接，動子裝置中的線圈5在定子裝置產生的磁場中移動，線架4和滑塊3一起沿著固定在殼體1上的線軌2前後滑動，從而帶動出軸6具有伸出和縮回兩種位置狀態。由於產生的電動勢相對於動子裝置的出軸6是線性的，動子裝置在磁場的驅使下做線性運動，通過編碼器裝置反饋信號完成電機的控制。讀數頭10用於讀取光學尺7，以確定出軸6的位置狀態。能夠準確無誤地反饋讀取的信號，就需要選擇適用光學尺的編碼器裝置讀數頭，且光學尺與讀數頭的相對位置在預定尺寸。

本發明通過所述出軸6和讀數頭10配置在殼體1內、線架4的同一側且在滑塊3滑動的前後方向上呈串行分布，從而為整體結構節省空間，運行穩定方便，精度高，可對力量、位置、加速度以及速度進行精準控制，很高的電機精準性及重複性。